KR101479206B1 - Functional nanofibrous mat based on nanofiber patterning and its fabrication method - Google Patents

Functional nanofibrous mat based on nanofiber patterning and its fabrication method Download PDF

Info

Publication number
KR101479206B1
KR101479206B1 KR20140081476A KR20140081476A KR101479206B1 KR 101479206 B1 KR101479206 B1 KR 101479206B1 KR 20140081476 A KR20140081476 A KR 20140081476A KR 20140081476 A KR20140081476 A KR 20140081476A KR 101479206 B1 KR101479206 B1 KR 101479206B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nanofiber
nanofibers
mat
functional
layer
Prior art date
Application number
KR20140081476A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
정영훈
진송완
곽종영
윤식
김창근
Original Assignee
경북대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 경북대학교 산학협력단 filed Critical 경북대학교 산학협력단
Priority to KR20140081476A priority Critical patent/KR101479206B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101479206B1 publication Critical patent/KR101479206B1/en

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/28Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007Electro-spinning
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • D04H1/72Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
    • D04H1/728Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged by electro-spinning
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M17/00Producing multi-layer textile fabrics

Abstract

Disclosed is a functional nanofiber mat comprising a first nanofiber scanned and formed in one direction by using an electrospinning method; and a second nanofiber which intersects with the first nanofiber and is formed to have a constant angle with the first nanofiber, wherein the first nanofiber and the second nanofiber are alternately arranged; each layer forms constant thickness; the first nanofiber and the second nanofiber are made of different polymer materials; and the first nanofiber or the second nanofiber is a functional layer. The nanofiber mat of the present invention generates a pattern by scanning a nanofiber in a specific position, thereby controlling mechanical properties which existing nanofiber mats do not have, and having higher availability than an existing method as a material can be located in the specific position.

Description

나노섬유 패턴 기반의 기능성 나노섬유매트 및 그의 제조방법{Functional nanofibrous mat based on nanofiber patterning and its fabrication method}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a functional nanofiber mat based on a nanofiber pattern and a method for manufacturing the nanofiber mat.

본 발명은 나노섬유 패턴 기반의 기능성 나노섬유매트 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 특정한 패턴을 갖는 나노섬유매트를 제공함으로써 기계적, 재료적인 기능성을 부여할 수 있는 나노섬유 패턴 기반의 기능성 나노섬유매트 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a functional nanofiber mat based on a nanofiber pattern and a method of manufacturing the functional nanofiber mat. More particularly, the present invention relates to a functional nanofiber mat which can impart mechanical and material functions by providing a nanofiber mat having a specific pattern. Nanofiber mat and a method of manufacturing the same.

전기방사공정을 이용해 제조된 나노섬유는 에너지 (연료전지 분리막), 환경 (필터, 담수화), 생명공학(조직공학, 세포배양) 등 다양한 분야에서 많은 관심이 일고 있으며, 이중 세포의 배양과 관련한 측면에서 높은 관심의 대상이 되고 있다.Nanofibers produced by the electrospinning process are attracting much attention in various fields such as energy (fuel cell membrane), environment (filter, desalination), biotechnology (tissue engineering, cell culture) Is becoming a subject of high interest.

이는 전기방사된 나노섬유가 인체 내부의 세포외기질 (ECM, extracellular matrix)의 섬유질 구조와 비슷하며, 그 크기도 다른 재료에 비해 높은 유사성을 가지기 때문이다. 이로 인해 세포의 배양에 있어서 보다 효과적인 세포 배양품질을 얻을 수 있으며, 추가적으로 나노섬유에 약물을 포함시켜 이들이 점진적으로 방출되어 세포에 영향을 미치도록 함으로써 세포의 배양을 특정 방향으로 유도하거나 배양효율을 높이는 등 다양한 효과를 추가적으로 얻을 수 있다. This is because the nanostructured nanofibers are similar to the fibrous structure of the extracellular matrix (ECM) inside the human body, and their size is similar to that of other materials. Thus, it is possible to obtain a more effective cell culture quality in culturing the cells. In addition, by including the drug in the nanofibers, they are gradually released to affect the cells, thereby inducing the cell culture in a specific direction or enhancing the culture efficiency And various other effects can be obtained.

최근 Nanofiber Solutions사 등에서는 이러한 나노섬유를 세포배양에 보편적으로 활용할 목적으로 웰플레이트나 디쉬에 넣어 사용할 수 있는 매트를 상품화하여 판매 중에 있다. 또한 일반적으로 나노섬유는 실험실 수준에서 개별적으로 전기방사를 통해 얻고 세포배양하는 수준에 있다. 이러한 매트의 활용에 있어서는 많은 개선점이 요구되고 있다.In recent years, Nanofiber Solutions has commercialized mats that can be used in well plates or dishes for the purpose of universally utilizing these nanofibers in cell culture. In addition, nanofibers are generally obtained at the laboratory level by individual electrospinning and cell culture. Much improvement is required in the use of such a mat.

종래의 나노섬유는 임의의 방향으로 집적판에 집적되거나 회전하는 드럼을 이용하여 한 방향으로 정렬되어 집적되는 두 가지 형식이 일반적이다. 임의의 방향으로 집적된 경우는 섬유의 방향성이 별도로 존재하지 않으므로 특정한 방향으로 방향성을 주기 곤란하며, 또한 집적 위치에 대한 제어성이 부족하여 특정 위치에 특정 물질(예: 형광물질 및 생화학적 물질)을 포함한 나노섬유를 집적시키기도 어렵다는 문제점이 있다.Conventional nanofibers are generally integrated in one direction and integrated in a certain direction using a drum that is integrated or rotated on an integrated plate. When the fibers are integrated in an arbitrary direction, since there is no directionality of the fibers, it is difficult to orientate them in a specific direction, and there is a lack of controllability on the integrated position, so that a specific substance (e.g., a fluorescent substance and a biochemical substance) It is difficult to integrate the nanofibers including the nanofibers.

회전 드럼을 이용한 전기방사는 나노섬유의 정렬에는 매우 우수한 성능을 보이지만, 마찬가지로 나노섬유의 집적위치에 대한 제어성이 없었다. 따라서, 정렬된 나노섬유 매트는 정렬방향으로 기계적인 특성을 강화할 수 있으나, 그 외의 복잡한 특징을 추가하기 어렵다는 문제점이 있다.Electrospinning using rotating drum showed very good performance for alignment of nanofibers, but there was no controllability of nanofiber aggregation position. Accordingly, the aligned nanofiber mat may enhance the mechanical properties in the alignment direction, but it is difficult to add other complicated features.

최근 나노섬유를 이용한 다양한 응용예가 발표되고 있다. 대표적으로 연료전지의 고분자 분리막, 태양전지의 광전극, 조직공학에서의 인공지지체 및 세포시트, 피부용 패치 등이 있으나, 이들의 기하학적인 품질에 있어서는 많은 한계가 있다.
Recently, various applications using nanofibers have been announced. Typical examples include a polymer membrane of a fuel cell, a photoelectrode of a solar cell, a scaffold in a tissue engineering, a cell sheet, and a skin patch. However, their geometrical quality is limited.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art,

특정한 방향으로 방향성을 제공할 수 있고, 특정한 위치에 특정한 물질을 포함시켜 집적시킴으로써 사용하고자 하는 용도에 적합한 기계적인 특성을 강화할 수 있는 기능성 나노섬유매트를 제공하는 것을 해결과제로 한다.It is an object of the present invention to provide a functional nanofiber mat capable of providing directionality in a specific direction and capable of enhancing mechanical properties suitable for the intended use by accumulating a specific substance in a specific position.

또한 본 발명은 특정한 방향으로 방향성을 제공할 수 있고, 특정한 위치에 특정한 물질을 포함시켜 집적시킴으로써 사용하고자 하는 용도에 적합한 기계적인 특성을 강화할 수 있는 기능성 나노섬유매트의 제조방법을 제공하는 것을 다른 해결과제로 한다.
It is another object of the present invention to provide a method for producing a functional nanofiber mat capable of providing orientation in a specific direction and enhancing mechanical properties suitable for the intended use by integrating and incorporating a specific substance at a specific position, We will do it.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은In order to solve the above problems,

전기방사공정을 이용하여 일 방향으로 스캐닝되어 형성된 제1 나노섬유; 및A first nanofiber formed by scanning in one direction using an electrospinning process; And

상기 제1 나노섬유와 교차하고, 제1 나노섬유와 일정한 각도를 이루면서 형성된 제2 나노섬유;를 포함하고,And a second nanofiber crossing the first nanofiber and formed at a predetermined angle with the first nanofiber,

상기 제1 나노섬유 및 제2 나노섬유는 교대로 적층되되, 각각의 층은 균일한 두께를 형성하고, 상기 제1 나노섬유 및 제2 나노섬유는 서로 상이한 고분자 재료로 이루어지고, 상기 제1 나노섬유 또는 제2 나노섬유는 기능성층인 것을 특징으로 하는 기능성 나노섬유매트를 제공한다.Wherein the first nanofibers and the second nanofibers are alternately laminated, wherein each layer forms a uniform thickness, the first nanofibers and the second nanofibers are made of polymer materials different from each other, and the first nano- The functional nanofiber mat is characterized in that the fiber or the second nanofiber is a functional layer.

상기 다른 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은In order to solve the above-mentioned other problems,

전기방사공정을 이용하여 일 방향으로 스캐닝되어 복수층으로 형성된 제1 나노섬유; 및A first nanofiber formed in a plurality of layers by scanning in one direction using an electrospinning process; And

상기 제1 나노섬유와 일정한 각도를 이루면서 복수층으로 형성된 제2 나노섬유;를 포함하고,And a second nanofiber formed in a plurality of layers at an angle with the first nanofiber,

상기 제1 나노섬유 및 제2 나노섬유는 서로 상이한 고분자 재료로 이루어지고, 상기 제1 나노섬유 또는 제2 나노섬유는 기능성층인 것을 특징으로 하는 기능성 나노섬유매트를 제공한다.Wherein the first nanofiber and the second nanofiber are made of a polymer material different from each other, and the first nanofiber or the second nanofiber is a functional layer.

상기 다른 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은In order to solve the above-mentioned other problems,

전기방사공정을 이용하여 시점에서 지그재그 형태로 일 방향으로 스캐닝되고, 상기 일 방향의 종점에서 수직으로 일정한 거리만큼 이동하여 상기 일 방향의 반대 방향으로 스캐닝되는 것을 반복하여 형성되되,Scanning in one direction in a zigzag form at a point of time using an electrospinning process, scanning a predetermined distance vertically from the end point of the one direction and scanning in the opposite direction of the one direction,

서로 교차하지 않고 복수 개의 적층구조를 형성함으로써 빗살무늬 형상을 갖는 기능성 나노섬유매트로서, 매트가 직선형 패턴이 형성될 때까지 유연하며, 직선형 패턴이 형성된 이후 강성을 갖는 것을 특징으로 하는 기능성 나노섬유매트를 제공한다.A functional nanofiber mat having a comb-like pattern by forming a plurality of laminated structures without crossing each other, characterized in that the mat is flexible until a linear pattern is formed and has a rigidity after a linear pattern is formed Lt; / RTI >

상기 다른 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은In order to solve the above-mentioned other problems,

전기방사공정을 이용하여 일 방향으로 스캐닝되어 형성된 제1 나노섬유를 형성하는 단계; 및Forming a first nanofiber formed by scanning in one direction using an electrospinning process; And

상기 제1 나노섬유와 교차하고, 제1 나노섬유와 일정한 각도를 이루면서 형성된 제2 나노섬유를 형성하는 단계를 포함하고,And forming a second nanofiber crossing the first nanofiber and forming a predetermined angle with the first nanofiber,

상기 제1 나노섬유 및 제2 나노섬유는 교대로 적층되되, 각각의 층은 균일한 두께를 형성하고, 상기 제1 나노섬유 및 제2 나노섬유는 서로 상이한 고분자 재료로 이루어지고, 상기 제1 나노섬유 또는 제2 나노섬유는 기능성층인 것을 특징으로 하는 기능성 나노섬유매트의 제조방법을 제공한다.Wherein the first nanofibers and the second nanofibers are alternately laminated, wherein each layer forms a uniform thickness, the first nanofibers and the second nanofibers are made of polymer materials different from each other, and the first nano- Wherein the fiber or the second nanofiber is a functional layer.

상기 다른 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은In order to solve the above-mentioned other problems,

전기방사공정을 이용하여 일 방향으로 스캐닝되어 복수층으로 형성된 제1 나노섬유를 형성하는 단계; 및Scanning in one direction using an electrospinning process to form a plurality of first nanofibers; And

상기 제1 나노섬유와 일정한 각도를 이루면서 복수층으로 형성된 제2 나노섬유를 형성하는 단계;를 포함하고,Forming a plurality of second nanofibers having a predetermined angle with the first nanofibers,

상기 제1 나노섬유 및 제2 나노섬유는 서로 상이한 고분자 재료로 이루어지고, 상기 제1 나노섬유 또는 제2 나노섬유는 기능성층인 것을 특징으로 하는 기능성 나노섬유매트의 제조방법을 제공한다.Wherein the first nanofiber and the second nanofiber are made of a polymer material different from each other and the first nanofiber or the second nanofiber is a functional layer.

상기 다른 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은In order to solve the above-mentioned other problems,

전기방사공정을 이용하여 시점에서 지그재그 형태로 일 방향으로 스캐닝하는 제1단계;A first step of scanning in one direction in a zigzag form at a time point using an electrospinning process;

상기 일 방향의 종점에서 수직으로 일정한 거리만큼 이동하여 상기 일 방향의 반대 방향으로 스캐닝하는 제2단계; 및A second step of vertically moving a predetermined distance from the end point of the one direction and scanning the opposite direction of the one direction; And

상기 제1단계 및 제2단계를 반복하면서 서로 교차하지 않고 복수 개의 적층구조를 형성함으로써 빗살무늬 형상을 갖는 기능성 나노섬유매트의 제조방법을 제공한다.
A method for manufacturing a functional nanofiber mat having a comb-shaped pattern by repeating the first and second steps and forming a plurality of laminated structures without crossing each other.

본 발명의 나노섬유매트는 특정위치에 나노섬유를 스캐닝하여 패턴을 생성함으로써 기존 나노섬유매트들이 가지지 못한 기계적 물성의 제어가 가능하며, 재질 또한 특정위치에 위치할 수 있도록 함으로써 그 활용성이 기존 방법에 비해 높다. The nanofiber mat of the present invention can control the mechanical properties of existing nanofiber mat by scanning the nanofibers at a specific position to generate a pattern, and the material can be positioned at a specific position, Respectively.

기계적 물성의 제어는 빗살의 각도를 다르게 함으로써 변형률의 양에 따라 강성이 달라지도록 할 수 있으며, 압전특성을 나타내는 물질을 이용하여 액츄에이터 및 발전소자로 사용할 수 있으며, 이때 종래의 방법으로 제조하였을 때보다 높은 방향성의 특성으로 높은 효율을 얻을 수 있다.The mechanical properties can be controlled by varying the angle of the comb teeth so that the stiffness can be varied according to the amount of the strain. The material exhibiting piezoelectric characteristics can be used as an actuator and a power plant. In this case, High efficiency can be obtained by the characteristic of the directionality.

또한 균일한 두께 및 밀도로 인해 품질 또한 균일하고 향상된 균일 두께/밀도 매트의 연료전지 등에의 활용이 용이하다. 특정 지점에 다른 재질을 집적하는 경우, 조직공학 분야에서는 여러 종류의 조직을 연결할 경우 기존에 비해 보다 선택적 성장 품질을 높일 수 있으며, 매트 상에서의 세포의 반응 또한 유도할 수 있는 장점이 있다.
In addition, due to uniform thickness and density, it is easy to apply the fuel cell to a uniform thickness / density mat with uniform and improved quality. In the case of integrating different materials at a specific point, it is advantageous to connect the various kinds of tissues in the tissue engineering field to enhance the selective growth quality and to induce the reaction of the cells on the matte.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 매트의 제조에 사용되는 Direct-write 전기방사(DWES) 장치의 구성을 나타내고 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 래스터 스캔을 이용한 매트 제조 공정의 한 예를 나타내고 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 매트의 기계적 강성을 나타내고 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 일반 고분자를 하단에 횡방향으로 스캐닝하고, 기능성 고분자를 상단에서 종방향으로 스캐닝하여 종방향으로 기능성을 나타내도록 하고 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 매트의 위치별로 다른 약물을 포함하는 나노섬유를 방사하여 위치에 따라 세포의 성장을 다르게 할 수 있음을 나타내고 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 기능성 나노섬유매트가 빗살방향으로의 스캐닝을 통해 초기 변형에서는 강성이 적으나, 빗살이 다 펴진 이후에는 강성이 갑자기 높아지는 기계적인 특성을 갖는 것을 나타내고 있다.
도 7은 본 발명에 따라 제조된 기능성 나노섬유매트의 다양한 빗살무늬를 나타내고 있다.
FIG. 1 shows a configuration of a direct-write electrospinning (DWES) device used in the manufacture of a mat according to an embodiment of the present invention.
2 shows an example of a mat manufacturing process using raster scan according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows the mechanical stiffness of a mat manufactured according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a general polymer according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of a functional polymer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 shows that nanofibers containing different drugs may be radiated according to positions of mats according to an embodiment of the present invention, and cell growth may be different depending on positions.
FIG. 6 shows that the functional nanofiber mat prepared according to an embodiment of the present invention has mechanical properties such that the stiffness is small in the initial deformation through the scanning in the direction of the comb, but the stiffness suddenly increases after the comb is opened have.
FIG. 7 shows various comb patterns of the functional nanofiber mat prepared according to the present invention.

이하에 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이다. 다음에서 설명되는 실시예들은 여러 가지 다양한 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 기술적 사상을 명확히 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below can be modified into various forms, and the scope of the present invention is not limited to the following embodiments. The embodiments of the present invention are provided to clearly convey the technical idea of the present invention to a person having ordinary skill in the art.

본 발명은 전기방사공정을 이용하여 일 방향으로 스캐닝되어 형성된 제1 나노섬유; 및 상기 제1 나노섬유와 교차하고, 제1 나노섬유와 일정한 각도를 이루면서 형성된 제2 나노섬유;를 포함하고, 상기 제1 나노섬유 및 제2 나노섬유는 교대로 적층되되, 각각의 층은 균일한 두께를 형성하고, 상기 제1 나노섬유 및 제2 나노섬유는 서로 상이한 고분자 재료로 이루어지고, 상기 제1 나노섬유 또는 제2 나노섬유는 기능성층인 것을 특징으로 하는 기능성 나노섬유매트를 제공한다.The present invention relates to a first nanofiber formed by scanning in one direction using an electrospinning process; And a second nanofiber crossing the first nanofiber and formed at an angle with the first nanofiber, wherein the first nanofiber and the second nanofiber are alternately stacked, Wherein the first nanofiber and the second nanofiber are made of a polymer material different from each other and the first nanofiber or the second nanofiber is a functional layer, .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 매트의 제작에 사용되는 Direct-write 전기방사(DWES) 장치의 구성을 나타내고 있고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 래스터 스캔을 이용한 매트 제작 공정의 한 예를 나타내고 있다.FIG. 1 shows a structure of a direct-write electrospinning (DWES) device used for manufacturing a mat according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view showing a mat production process using a raster scan according to an embodiment of the present invention As shown in FIG.

직접조사전기방사공정(J Lee, SY Lee, J Jang, YH Jeong, DW Cho, Langmuir 28 (18), 2012, 7267-7275, 이하 DWES)을 이용하고 나노섬유의 집적위치 제어를 통하여 기능성 나노섬유매트를 제조할 수 있다.The nanofibers were fabricated by using nanofibers (DWES) and nanofibers. The nanofibers were fabricated by functionalized nanofibers (NdFe) A mat can be manufactured.

먼저 직접조사전기방사 공정을 이용하여 나노섬유 스캐닝을 통해 패터닝한다. 이때 조건은 사용하는 고분자에 따라 다를 수 있으며, 적절한 농도, 매우 바람직하게는 5.0 ~ 10.0 wt% 농도의 고분자로 제1 나노섬유 고분자 재료와 용매(예: 클로로폼)를 혼합하여 용액을 제조한 다음 전압은 15 ~ 40 KV의 범위, 노즐과 집적판 간의 거리는 3 ~ 8 cm, 노즐의 내경은 100 ~ 500 ㎛, 유리집적판의 두께는 100 ~ 200 ㎛ 가 바람직하다. 실린더타입의 측면 전극의 직경은 10 ~ 20 cm가 바람직하다. 유량은 0.05 ~ 0.2ml/h가 바람직하다.First, patterning is performed through nanofiber scanning using a direct irradiation electrospinning process. In this case, the conditions may vary depending on the polymer to be used, and a solution is prepared by mixing the first nanofiber polymer material with a solvent (for example, chloroform) with an appropriate concentration, more preferably 5.0 to 10.0 wt% The voltage is in the range of 15 to 40 KV, the distance between the nozzle and the integrating plate is 3 to 8 cm, the inner diameter of the nozzle is 100 to 500 μm, and the thickness of the glass integrating plate is 100 to 200 μm. The diameter of the side electrode of the cylinder type is preferably 10 to 20 cm. The flow rate is preferably 0.05 to 0.2 ml / h.

직접조사전기방사장치의 스캐닝 속도는 다양할 수 조절할 수 있으며, 그 크기는 0 ~ 500 mm/s 이내에서 변할 수 있으며, 이때 나노섬유의 선형 패턴의 폭은 스캐닝 속도에 반비례한다. 최소 선 패턴 폭은 나노섬유의 직경과 같다.Direct scanning The scanning speed of the electrospinning device can be varied and its size can vary from 0 to 500 mm / s, where the width of the linear pattern of nanofibers is inversely proportional to the scanning speed. The minimum line pattern width is equal to the diameter of the nanofibers.

설계한 형상에 따라 스캐닝을 통해 나노섬유 패턴을 생성시키고, 스캐닝을 동일 경로로 반복함으로써 두께를 조절할 수 있다. 균일한 두께의 매트를 제조하기 위해서는 공정조건에서 결정된 선폭 이하의 피치를 가지는 래스터 스캔패스를 이용하여 균일한 두께 및 밀도를 가지는 나노섬유매트를 제조할 수 있다.The nanofiber pattern can be generated through scanning according to the designed shape, and the thickness can be adjusted by repeating the scanning in the same path. In order to produce a mat having a uniform thickness, a nanofiber mat having a uniform thickness and density can be manufactured using a raster scan pass having a pitch smaller than the line width determined in the process conditions.

전기방사된 나노섬유는 열처리 및 가교결합(crosslinking) 공정을 통해 섬유끼리 서로 연결되어 달라붙게끔 하여 강성을 높일 수 있다.The electrospun nanofibers can be bonded to each other through heat treatment and crosslinking process so that the fibers are stuck to each other to increase the rigidity.

본 발명의 일 구현예에 의하면, 제1 나노섬유와 함께 제1 나노섬유와 교차하고, 제1 나노섬유와 일정한 각도를 이루면서 형성된 제2 나노섬유를 포함하는 것이 특징이고, 이러한 제1 나노섬유 및 제2 나노섬유는 교대로 적층되되, 각각의 층은 균일한 두께를 형성하고, 상기 제1 나노섬유 및 제2 나노섬유는 서로 상이한 고분자 재료로 이루어지고, 상기 제1 나노섬유 또는 제2 나노섬유는 기능성층을 형성할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the first nanofiber may include a first nanofiber and a second nanofiber formed at a predetermined angle with the first nanofiber. Wherein the first nanofiber and the second nanofiber are made of a polymer material different from each other, and the first nanofiber and the second nanofiber are alternately laminated, wherein each of the layers forms a uniform thickness, Can form a functional layer.

제2 나노섬유는 동일 평면 상에서 일정한 거리를 두고 이격되어 적층됨으써 복수 개의 기능성층을 형성할 수 있다. 제2 나노섬유는 기능성 약물을 포함한 나노섬유를 방사하여 얻어질 수 있다.The second nanofibers are stacked on the same plane at a predetermined distance to form a plurality of functional layers. The second nanofiber can be obtained by spinning nanofibers containing a functional drug.

제1 나노섬유 및 제2 나노섬유는 교차하여 형성될 수 있고, 제1 나노섬유 및 제2 나노섬유는 서로 직교할 수 있다. The first nanofiber and the second nanofiber may be formed to cross each other, and the first nanofiber and the second nanofiber may be orthogonal to each other.

제1 나노섬유는 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르술폰, 폴리비닐리덴 플로라이드, 셀룰로오즈, 나이론, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트, 및 이들의 공중합체 중 어느 하나인 것이 바람직하다.The first nanofiber may be selected from the group consisting of polycaprolactone (PCL), polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, polyether sulfone, polyvinylidene fluoride, cellulose, nylon, polycarbonate, polyurethane, Or a copolymer thereof.

제2 나노섬유는 압전성 고분자(piezoelectric polymer) 재료를 방사하여 형성될 수 있다. 제2 나노섬유는 폴리피롤, 폴리피롤리돈, 폴리비닐알콜, 폴리비닐리덴 플루오르(PVDF) 중에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.The second nanofiber may be formed by spinning a piezoelectric polymer material. The second nanofiber is preferably any one selected from polypyrrole, polypyrrolidone, polyvinyl alcohol, and polyvinylidene fluoride (PVDF).

제1 나노섬유 및 제2 나노섬유가 반복되어 층을 형성될 수 있고, 반복층은 2층 내지 100층으로 형성될 수 있다.The first nanofiber and the second nanofiber may be repeated to form a layer, and the repeating layer may be formed of two to 100 layers.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 매트의 기계적 강성을 나타내고 있다. 도 3을 참조하면, 10층, 30층, 50층으로 이루어지는 기능성 나노섬유매트의 기계적 강성의 실험결과를 나타내고 있고, 10층보다는 30층, 30층보다는 50층에서 우수한 기계적 강성을 나타내고 있음을 알 수 있다. 층수가 증가할수록 기계적 강성 및 파단강도는 증가하지만 총 변형에너지는 감소한다.Figure 3 shows the mechanical stiffness of a mat manufactured according to one embodiment of the present invention. 3 shows experimental results of the mechanical stiffness of the functional nanofiber mat comprising 10 layers, 30 layers, and 50 layers. It was found that the mechanical stiffness was excellent at 50 layers rather than 30 layers and 30 layers rather than 10 layers . As the number of layers increases, the mechanical stiffness and fracture strength increase but the total strain energy decreases.

기능성 약물은 뼈의 성장을 유도하는 물질과 근육 성장을 유도하는 물질을 포함하도록 하여 상기 매트가 인공지지체를 형성할 수 있다. 바람직하게는 상기 기능성 약물의 예로서 성장인자(growth factor), 염기성 섬유아세포 증식인자(basic-FGF; bFGF), 골형성단백질(bone morphogenetic protein; BMP), 헤파린 또는 푸코이단을 들 수 있다.The functional drug may include a substance that induces bone growth and a substance that induces muscle growth, so that the mat may form a scaffold. Preferably, examples of the functional drug include a growth factor, basic-FGF (bFGF), bone morphogenetic protein (BMP), heparin or fucoidan.

본 발명의 다른 일 구현예에 의하면, 본 발명은 전기방사공정을 이용하여 일 방향으로 스캐닝되어 복수층으로 형성된 제1 나노섬유; 및 상기 제1 나노섬유와 일정한 각도를 이루면서 복수층으로 형성된 제2 나노섬유;를 포함하고, 상기 제1 나노섬유 및 제2 나노섬유는 서로 상이한 고분자 재료로 이루어지고, 상기 제1 나노섬유 또는 제2 나노섬유는 기능성층인 것을 특징으로 하는 기능성 나노섬유매트를 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a nanofiber comprising: a first nanofiber formed in a plurality of layers by scanning in one direction using an electrospinning process; And a second nanofiber formed in a plurality of layers at a predetermined angle with the first nanofiber, wherein the first nanofiber and the second nanofiber are made of polymer materials different from each other, and the first nanofiber or the first nanofiber And the 2-nanofiber is a functional layer.

제2 나노섬유가 동일 평면 상에서 일정한 거리를 두고 이격되어 적층됨으로써 복수 개의 기능성층을 형성할 수 있는 점은 상기 설명한 바와 같다. The second nanofibers are stacked on the same plane at a predetermined distance to form a plurality of functional layers as described above.

제1 나노섬유 및 제2 나노섬유의 종류도 제1 나노섬유 및 제2 나노섬유가 교차하여 형성되는 경우와 동일하다. The types of the first nanofiber and the second nanofiber are the same as those in which the first nanofiber and the second nanofiber are formed to cross each other.

본 발명은 전기방사공정을 이용하여 일 방향으로 스캐닝되어 형성된 제1 나노섬유를 형성하는 단계; 및 상기 제1 나노섬유와 교차하고, 제1 나노섬유와 일정한 각도를 이루면서 형성된 제2 나노섬유를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 나노섬유 및 제2 나노섬유는 교대로 적층되되, 각각의 층은 균일한 두께를 형성하고, 상기 제1 나노섬유 및 제2 나노섬유는 서로 상이한 고분자 재료로 이루어지고, 상기 제1 나노섬유 또는 제2 나노섬유는 기능성층인 것을 특징으로 하는 기능성 나노섬유매트의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method for fabricating a semiconductor device, comprising: forming a first nanofiber formed by scanning in one direction using an electrospinning process; And forming a second nanofiber crossing the first nanofiber and formed at a predetermined angle with the first nanofiber, wherein the first nanofiber and the second nanofiber are alternately stacked, Wherein the first nanofiber and the second nanofiber are made of a polymer material different from each other and the first nanofiber or the second nanofiber is a functional layer. Of the present invention.

본 발명은 전기방사공정을 이용하여 일 방향으로 스캐닝되어 복수층으로 형성된 제1 나노섬유를 형성하는 단계; 및 상기 제1 나노섬유와 일정한 각도를 이루면서 복수층으로 형성된 제2 나노섬유를 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 제1 나노섬유 및 제2 나노섬유는 서로 상이한 고분자 재료로 이루어지고, 상기 제1 나노섬유 또는 제2 나노섬유는 기능성층인 것을 특징으로 하는 기능성 나노섬유매트의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method for fabricating a semiconductor device, comprising: forming a first nanofiber formed in a plurality of layers by scanning in one direction using an electrospinning process; And forming a plurality of second nanofibers having a predetermined angle with the first nanofibers, wherein the first nanofibers and the second nanofibers are made of polymer materials different from each other, Wherein the nanofiber or the second nanofiber is a functional layer.

두 개 이상의 재질을 이용하여 특정한 방향성 또는 기계적 특성을 갖기 위해서는 각 재질별로 주어진 전기방사 나노섬유의 집적경로에 따라 그 기능을 부여할 수 있다. 우선 제1 나노섬유에 일반적인 고분자(예: 폴리카프로락톤 또는 폴리스티렌)를 가로방향 래스터 스캔으로 방사하여 집적하고, 제1 나노섬유 상부에 제2 나노섬유로서 압전특성을 가지는 고분자(예: polypyrrole, PVA)를 세로방향으로 레스터 스캔을 할 경우, 전기장 하에서 세로 방향으로 늘어나는 특징을 갖는 매트가 형성될 수 있다.In order to have specific directionality or mechanical properties by using two or more materials, the function may be given according to the integration path of the given electrospun nanofibers for each material. First, a polymer (for example, polycaprolactone or polystyrene) that is common to the first nanofiber is radiated by lateral raster scanning and integrated, and a polymer having piezoelectric properties as a second nanofiber on the first nanofiber (e.g., polypyrrole, PVA ) Is subjected to the raster scanning in the longitudinal direction, a mat having features that extend in the longitudinal direction under an electric field can be formed.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 매트의 기계적 강성을 나타내고 있다. 도 3을 참조하면, 적층이 반복되어 두께가 두꺼워질수록 기계적 강도가 개선되는 것을 확인할 수 있다. Figure 3 shows the mechanical stiffness of a mat manufactured according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, it can be seen that the mechanical strength is improved as the thickness is increased by repeating the lamination.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 일반 고분자를 하단에 횡방향으로 스캐닝하고, 압전 고분자를 상단에서 종방향으로 스캐닝하여 종방향으로 압전 특성을 나타내도록 하고 있다. 이때 하단은 일반적인 고분자를 횡방향으로 스캔하고, 기능성을 가진 고분자(예, 압전 고분자)를 종방향으로 스캔하여 종방향으로 압전 기능을 부여하는 공정을 나타내고 있다.FIG. 4 is a cross-sectional view of a general polymer according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of a piezoelectric polymer according to another embodiment of the present invention. At this time, the lower end shows a process of scanning a general polymer in the horizontal direction and scanning the longitudinal direction of the functional polymer (for example, the piezoelectric polymer) to give the piezoelectric function in the longitudinal direction.

하단에 두꺼운 일반 고분자, 상단의 두꺼운 압전 고분자를 반복을 통해 이와 같은 방법으로 집적할 경우 바이메탈과 같은 변형모드를 가질 수 있다. 교차반복시는 전체적으로 늘어나는 판형이 될 수 있다.A thick general polymer at the bottom and a thick piezoelectric polymer at the top may have a deformation mode such as bimetallic if they are integrated in this manner through repetition. At the time of intersection repetition, it can be an overall stretched plate shape.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 매트의 위치별로 다른 약물을 포함하는 나노섬유를 방사하여 위치에 따라 세포의 성장을 다르게 할 수 있음을 나타내고 있다.FIG. 5 shows that nanofibers containing different drugs may be radiated according to positions of mats according to an embodiment of the present invention, and cell growth may be different depending on positions.

기능성 약물을 원하는 위치에 배치하여 세포의 성장을 다르게 함으로써 다양한 방면으로 응용이 가능하다. 예를 들면, 조직공학에서 여러 조직과 연결되는 인공지지체를 제조할 경우(예: 인대는 뼈와 근육을 연결), 한쪽에는 뼈의 성장을 유도하는 물질, 다른 한쪽에는 근육 성장을 유도하는 물질을 나노섬유에 포함하게끔 방사하면 두 조직에 연결될 수 있는 인공지지체를 만들 수 있다. 또는 매트 상에 다른 위치에 다른 물질(특정 세포에 대한 반응 유도제: attractant)을 포함하도록 할 경우 다양한 세포가 각기 유도제 방향으로 이동하게 할 수 있는 기능성 나노섬유매트를 제조할 수 있다. By placing the functional drug at the desired position, the growth of the cells can be made different, which can be applied in various ways. For example, when making artificial scaffolds that connect to various tissues in tissue engineering (eg ligament connects bone and muscle), one of them is a substance that induces bone growth, and the other a substance that induces muscle growth Spun into nanofibers to form scaffolds that can be connected to both tissues. Or to include other materials (attractant for specific cells) at different positions on the mat, a functional nanofiber mat capable of moving various cells toward the inducer can be produced.

본 발명의 다른 일 구현예에 의하면, 본 발명은 전기방사공정을 이용하여 시점에서 지그재그 형태로 일 방향으로 스캐닝되고, 상기 일 방향의 종점에서 수직으로 일정한 거리만큼 이동하여 상기 일 방향의 반대 방향으로 스캐닝되는 것을 반복하여 형성되되, 서로 교차하지 않고 복수 개의 적층구조를 형성함으로써 빗살무늬 형상을 갖는 기능성 나노섬유매트로서, 매트가 직선형 패턴이 형성될 때까지 유연하며, 직선형 패턴이 형성된 이후 강성을 갖는 것을 특징으로 한다. 빗살의 각도를 조절함으로써 기계적 물성을 제어할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an electro-optical device, comprising: an electro-spinning process which scans in one direction in a zigzag form at a time point, moves vertically at a predetermined distance in the one direction, A functional nanofiber mat having an interdigitated comb shape by repeatedly forming a plurality of laminated structures without crossing each other, characterized in that the mat is flexible until a linear pattern is formed, and after forming a linear pattern, . By controlling the angle of the comb, mechanical properties can be controlled.

본 발명은 전기방사공정을 이용하여 시점에서 지그재그 형태로 일 방향으로 스캐닝하는 제1단계; 상기 일 방향의 종점에서 수직으로 일정한 거리만큼 이동하여 상기 일 방향의 반대 방향으로 스캐닝하는 제2단계; 및 상기 제1단계 및 제2단계를 반복하면서 서로 교차하지 않고 복수 개의 적층구조를 형성함으로써 빗살무늬 형상을 갖는 기능성 나노섬유매트의 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a first step of scanning in one direction in a zigzag form at a time point using an electrospinning process; A second step of vertically moving a predetermined distance from the end point of the one direction and scanning the opposite direction of the one direction; And repeating the first and second steps to form a plurality of laminated structures without crossing each other, thereby providing a method of manufacturing a functional nanofiber mat having a comb-like pattern.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 기능성 나노섬유매트가 빗살방향으로의 스캐닝을 통해 초기 변형에서는 강성이 적으나, 빗살이 다 펴진 이후에는 강성이 갑자기 높아지는 기계적인 특성을 갖는 것을 나타내고 있다.FIG. 6 shows that the functional nanofiber mat prepared according to an embodiment of the present invention has mechanical properties such that the stiffness is small in the initial deformation through the scanning in the direction of the comb, but the stiffness suddenly increases after the comb is opened have.

도 6을 참조하면, 빗살무늬로 나노섬유를 스캐닝하여 집적할 경우 제조되는 매트는 인장시, 빗살방향이 일직선으로 펴질 때까지는 인장이 아닌 굽힘(deflection)에 의해 매우 유연하며, 펴진 이후부터는 실제 인장이 작용하여 상대적으로 질긴/강성이 높은 거동을 가지게 될 수 있어, 두 가지의 기계적 물성을 가질 수 있다. 이와 같이 빗살의 각도 등을 조절할 경우 인장시 강성을 조절할 수 있다. Referring to FIG. 6, when a nanofiber is scanned and integrated with a comb pattern, the mat is very flexible due to deflection, not tensile, until the direction of the comb is straightened at the time of pulling, And can have a relatively high rigidity / rigidity behavior, and can have two kinds of mechanical properties. In this way, when adjusting the angle of the comb or the like, the rigidity at the time of tension can be adjusted.

도 7은 본 발명에 따라 제조된 기능성 나노섬유매트의 다양한 빗살무늬를 나타내고 있다. 기계적 물성의 제어는 빗살의 각도를 다르게 함으로써 변형률의 양에 따라 강성이 달라지도록 할 수 있으며, 압전특성을 나타내는 물질을 이용하여 액츄에이터 및 발전소자로 사용할 수 있으며, 이때 종래의 방법으로 제조하였을 때보다 높은 방향성의 특성으로 높은 효율을 얻을 수 있다.FIG. 7 shows various comb patterns of the functional nanofiber mat prepared according to the present invention. The mechanical properties can be controlled by varying the angle of the comb teeth so that the stiffness can be varied according to the amount of the strain. The material exhibiting piezoelectric characteristics can be used as an actuator and a power plant. In this case, High efficiency can be obtained by the characteristic of the directionality.

본 발명에 따르면, 균일한 두께 및 밀도로 인해 품질 또한 균일하고 개선된 균일 두께/밀도 매트의 연료전지 등 다양한 용도로 기능성 나노섬유매트를 활용할 수 있다. 특정 지점에 다른 재질을 집적하는 경우, 조직공학 분야에서는 여러 종류의 조직을 연결할 경우 기존에 비해 보다 선택적 성장 품질을 높일 수 있으며, 매트 상에서의 세포의 반응 또한 유도할 수 있다.According to the present invention, a functional nanofiber mat can be utilized for various purposes such as a fuel cell having a uniform thickness / density mat with a uniform and improved quality due to uniform thickness and density. In the case of integrating different materials at a specific site, in the field of tissue engineering, it is possible to increase the selective growth quality compared to the conventional one and to induce the reaction of the cells on the matte.

Claims (21)

전기방사공정을 이용하여 제1 나노섬유가, 제1 방향으로 배열·형성된 제1 나노섬유층; 및 제2 나노섬유가, 상기 제1 나노섬유층과 교차하여 상기 제1 방향과 일정한 각도를 이루는 제2 방향으로 배열·형성된 제2 나노섬유층;을 포함하고,
상기 제1 나노섬유 및 제2 나노섬유는 교대로 적층되되, 각각의 층은 균일한 두께를 형성하고, 상기 제2 나노섬유가 동일 평면 상에서 일정한 거리를 두고 이격되어 적층되어, 제1 나노섬유층과 제2 나노섬유층이 섬유배향에 따른 상이한 기계적 강성을 갖는 것을 특징으로 하고,
상기 제1 나노섬유 및 제2 나노섬유는 서로 상이한 고분자 재료로 이루어지되, 상기 제2 나노섬유는 압전성 고분자(piezoelectric polymer), 온도감응형 재료, 또는 습도감응형 재료를 방사하여 형성되어, 제2 나노섬유층은 압전 기능성, 온도감응 기능성 또는 습도감응 기능성을 나타내는 것을 특징으로 하는,
기계적 강성이 상이한 복수의 나노섬유층을 갖는, 기능성 나노섬유 매트.
A first nanofiber layer arranged and formed in a first direction using an electrospinning process; And a second nanofiber layer arranged in a second direction crossing the first nanofiber layer and forming a certain angle with the first direction,
Wherein the first nanofibers and the second nanofibers are alternately stacked so that each of the layers forms a uniform thickness and the second nanofibers are stacked on the same plane with a predetermined distance therebetween, Characterized in that the second nanofiber layer has different mechanical stiffness according to fiber orientation,
Wherein the first nanofiber and the second nanofiber are formed of a polymer material that is different from each other, wherein the second nanofiber is formed by spinning a piezoelectric polymer, a temperature sensitive material, or a humidity sensitive material, Wherein the nanofiber layer exhibits piezoelectric functionality, temperature responsive functionality or humidity responsive functionality.
A functional nanofiber mat having a plurality of nanofiber layers with different mechanical stiffness.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제2 나노섬유가 기능성 약물을 포함한 나노섬유를 방사하여 얻어지는 것을 특징으로 하는, 기능성 나노섬유매트.
The method according to claim 1,
Wherein the second nanofiber is obtained by spinning nanofibers including a functional drug.
제1항에 있어서,
상기 제1 방향 및 제2 방향이 서로 직교하는 것을 특징으로 하는, 기능성 나노섬유매트.
The method according to claim 1,
Wherein the first direction and the second direction are orthogonal to each other.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 나노섬유층 및 제2 나노섬유층이 반복되어 층을 형성될 수 있고, 반복층은 2층 내지 100층으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 기능성 나노섬유매트.
The method according to claim 1,
Wherein the first nanofiber layer and the second nanofiber layer are repeated to form a layer, and the repeating layer is formed of two to 100 layers.
제3항에 있어서,
상기 기능성 약물로 인하여 상기 매트가 인공지지체를 형성하는 것을 특징으로 하는 기능성 나노섬유매트.
The method of claim 3,
Characterized in that the mat forms a scaffold due to the functional drug.
제1항에 있어서,
상기 제1 나노섬유는 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르술폰, 폴리비닐리덴 플로라이드, 셀룰로오즈, 나이론, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트, 및 이들의 공중합체 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기능성 나노섬유매트.
The method according to claim 1,
Wherein the first nanofiber is selected from the group consisting of polycaprolactone (PCL), polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, polyethersulfone, polyvinylidene fluoride, cellulose, nylon, polycarbonate, polyurethane, polyacrylate, And a copolymer thereof. ≪ / RTI >
제1항에 있어서,
상기 제2 나노섬유는 폴리피롤, 폴리피롤리돈, 폴리비닐알콜, 폴리비닐리덴 플루오르(PVDF) 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기능성 나노섬유매트.
The method according to claim 1,
Wherein the second nanofiber is any one selected from the group consisting of polypyrrole, polypyrrolidone, polyvinyl alcohol, and polyvinylidene fluoride (PVDF).
전기방사공정을 이용하여 제1 나노섬유가 일 방향으로 스캐닝되어 복수층으로 형성되되, 제1 방향으로 배열되게 형성된 제1 나노섬유층; 및 제2 나노섬유가, 상기 제1 나노섬유층과 교차하여 상기 제1 방향과 일정한 각도를 이루는 제2 방향으로 배열·형성되되, 복수층으로 형성된 제2 나노섬유층;을 포함하고,
상기 제2 나노섬유가 동일 평면 상에서 일정한 거리를 두고 이격되어 적층되어, 제1 나노섬유층과 제2 나노섬유층이 섬유배향에 따른 상이한 기계적 강성을 갖는 것을 특징으로 하고,
상기 제1 나노섬유 및 제2 나노섬유는 서로 상이한 고분자 재료로 이루어지되, 상기 제2 나노섬유는 압전성 고분자(piezoelectric polymer), 온도감응형 재료, 또는 습도감응형 재료를 방사하여 형성되어, 제2 나노섬유층은 압전 기능성, 온도감응 기능성 또는 습도감응 기능성을 나타내는 것을 특징으로 하는,
기계적 강성이 상이한 복수의 나노섬유층을 갖는, 기능성 나노섬유 매트.
A first nanofiber layer formed by scanning the first nanofibers in one direction using an electrospinning process to form a plurality of layers, the first nanofibers being arranged in a first direction; And a second nanofiber layer formed in a plurality of layers, wherein the second nanofibers are arranged in a second direction intersecting with the first nanofiber layer and forming a certain angle with the first direction,
The first nanofiber layer and the second nanofiber layer have different mechanical stiffnesses depending on the fiber orientation, and the first nanofiber layer and the second nanofiber layer have different mechanical stiffnesses depending on the fiber orientation,
Wherein the first nanofiber and the second nanofiber are formed of a polymer material that is different from each other, wherein the second nanofiber is formed by spinning a piezoelectric polymer, a temperature sensitive material, or a humidity sensitive material, Wherein the nanofiber layer exhibits piezoelectric functionality, temperature responsive functionality or humidity responsive functionality.
A functional nanofiber mat having a plurality of nanofiber layers with different mechanical stiffness.
삭제delete 제10항에 있어서,
상기 제2 나노섬유가 기능성 약물을 포함한 나노섬유를 방사하여 얻어지는 것을 특징으로 하는, 기능성 나노섬유매트.
11. The method of claim 10,
Wherein the second nanofiber is obtained by spinning nanofibers including a functional drug.
삭제delete 제12항에 있어서,
상기 기능성 약물은 뼈의 성장을 유도하는 물질과 근육 성장을 유도하는 물질을 포함하도록 하여 상기 매트가 인공지지체를 형성하는 것을 특징으로 하는 기능성 나노섬유매트.
13. The method of claim 12,
Wherein the functional drug comprises a substance inducing bone growth and a substance inducing muscle growth, whereby the mat forms a scaffold.
제10항에 있어서,
상기 제1 나노섬유는 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르술폰, 폴리비닐리덴 플로라이드, 셀룰로오즈, 나이론, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트, 및 이들의 공중합체 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기능성 나노섬유매트.
11. The method of claim 10,
Wherein the first nanofiber is selected from the group consisting of polycaprolactone (PCL), polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, polyethersulfone, polyvinylidene fluoride, cellulose, nylon, polycarbonate, polyurethane, polyacrylate, And a copolymer thereof. ≪ / RTI >
제10항에 있어서,
상기 제2 나노섬유는 폴리피롤리돈, 폴리비닐알콜, 폴리비닐리덴 플루오르(PVDF) 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기능성 나노섬유매트.
11. The method of claim 10,
Wherein the second nanofiber is any one selected from the group consisting of polypyrrolidone, polyvinyl alcohol, and polyvinylidene fluoride (PVDF).
전기방사공정을 이용하여 시점(始點)에서 제1 나노섬유가 지그재그 형태로 일 방향으로 스캐닝되고, 상기 일 방향의 종점(終點)에서 수직으로 일정한 거리만큼 이동하여 상기 일 방향의 반대방향으로 지그재그 형태로 스캐닝되는 것을 반복하여 형성되되,
서로 교차하지 않고 복수 개의 적층구조를 형성하여 빗살무늬 형상을 갖는 나노섬유 매트이고,
상기 나노섬유 매트는 직선형 패턴이 형성될 때까지 유연하고, 직선형 패턴이 형성된 이후 기계적 강성을 나타내는, 2가지 기계적 물성을 갖는 것을 특징으로 하며, 상기 빗살의 각도를 조절함으로써 상기 기계적 물성을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는, 기능성 나노섬유매트.
The first nanofibers are scanned in a zigzag shape in one direction at a starting point using an electrospinning process and are moved vertically at a predetermined distance from the end point of the one direction and are moved in a zigzag Scanning is performed repeatedly,
A nanofiber mat having a comb-like shape by forming a plurality of laminated structures without crossing each other,
The nanofiber mat is characterized in that it has two mechanical properties that are flexible until a linear pattern is formed and exhibit mechanical rigidity after a linear pattern is formed, and the mechanical properties can be controlled by adjusting the angle of the comb Functional nanofiber mat.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR20140081476A 2014-06-30 2014-06-30 Functional nanofibrous mat based on nanofiber patterning and its fabrication method KR101479206B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20140081476A KR101479206B1 (en) 2014-06-30 2014-06-30 Functional nanofibrous mat based on nanofiber patterning and its fabrication method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20140081476A KR101479206B1 (en) 2014-06-30 2014-06-30 Functional nanofibrous mat based on nanofiber patterning and its fabrication method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101479206B1 true KR101479206B1 (en) 2015-01-05

Family

ID=52587885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20140081476A KR101479206B1 (en) 2014-06-30 2014-06-30 Functional nanofibrous mat based on nanofiber patterning and its fabrication method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101479206B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017188635A1 (en) * 2016-04-28 2017-11-02 주식회사 아모그린텍 Nanofiber composite membrane for guided bone regeneration, and manufacturing method therefor
KR20180058347A (en) * 2016-11-24 2018-06-01 (주)오스테오닉 Biodegradable plate for fixing bone, which is capable of forming in normal temporature
KR102103283B1 (en) * 2019-04-16 2020-04-23 한국생산기술연구원 Apparatus for manufacturing a nanofiber structure having a multi-layered pattern and method for manufacturing a nanofiber structure using the same
KR20200049415A (en) * 2018-10-31 2020-05-08 전주대학교 산학협력단 Electrospinning device using moving charge principle for uniform radiation of polymer nanomaterials

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110023683A (en) * 2009-08-31 2011-03-08 서울대학교산학협력단 Functional materials-introduced protective fabric for adsorption-removal of chemical warfare agents and method of preparing the same and protective clothes for adsorption-removal of chemical warfare agents using the same
KR20110026185A (en) * 2009-09-07 2011-03-15 한국생산기술연구원 Apparatus and method for manufacturing nanofiber web using electro-spinning
KR101046179B1 (en) 2005-11-03 2011-07-04 박종철 Manufacturing method of fiber laminate having nanofiber layer
KR101164947B1 (en) 2010-02-19 2012-07-12 주식회사 아모메디 Nano-Fiber Web for Self-sealing and Method for Manufacturing the Same, and Composite Material Using the Same and Method for Manufacturing the Same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101046179B1 (en) 2005-11-03 2011-07-04 박종철 Manufacturing method of fiber laminate having nanofiber layer
KR20110023683A (en) * 2009-08-31 2011-03-08 서울대학교산학협력단 Functional materials-introduced protective fabric for adsorption-removal of chemical warfare agents and method of preparing the same and protective clothes for adsorption-removal of chemical warfare agents using the same
KR20110026185A (en) * 2009-09-07 2011-03-15 한국생산기술연구원 Apparatus and method for manufacturing nanofiber web using electro-spinning
KR101164947B1 (en) 2010-02-19 2012-07-12 주식회사 아모메디 Nano-Fiber Web for Self-sealing and Method for Manufacturing the Same, and Composite Material Using the Same and Method for Manufacturing the Same

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017188635A1 (en) * 2016-04-28 2017-11-02 주식회사 아모그린텍 Nanofiber composite membrane for guided bone regeneration, and manufacturing method therefor
KR101828382B1 (en) * 2016-04-28 2018-03-30 주식회사 아모그린텍 Nanofiber membrane for guided bone regeneration and manufacturing method thereof
CN109072514A (en) * 2016-04-28 2018-12-21 阿莫绿色技术有限公司 Guided bone regeneration nano-fiber composite film and preparation method thereof
KR20180058347A (en) * 2016-11-24 2018-06-01 (주)오스테오닉 Biodegradable plate for fixing bone, which is capable of forming in normal temporature
KR101898219B1 (en) * 2016-11-24 2018-09-12 (주)오스테오닉 Biodegradable plate for fixing bone, which is capable of forming in normal temporature
KR20200049415A (en) * 2018-10-31 2020-05-08 전주대학교 산학협력단 Electrospinning device using moving charge principle for uniform radiation of polymer nanomaterials
KR102120565B1 (en) * 2018-10-31 2020-06-08 전주대학교 산학협력단 Electrospinning device using moving charge principle for uniform radiation of polymer nanomaterials
WO2020111299A1 (en) * 2018-11-26 2020-06-04 전주대학교산학협력단 Electrospinning device for uniform spinning of polymer nanomaterials using moving charges
KR102103283B1 (en) * 2019-04-16 2020-04-23 한국생산기술연구원 Apparatus for manufacturing a nanofiber structure having a multi-layered pattern and method for manufacturing a nanofiber structure using the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101821049B1 (en) Quasi-aligned 1D Polymer Nanofibers Grid structure Cross-Laminated, Pore distribution and Pore size controlled 3D Polymer Nanofibers Membrane and Manufacturing Method thereof
Azimi et al. Electrospinning piezoelectric fibers for biocompatible devices
Nadaf et al. Recent update on electrospinning and electrospun nanofibers: current trends and their applications
KR101479206B1 (en) Functional nanofibrous mat based on nanofiber patterning and its fabrication method
Mohammadpourfazeli et al. Future prospects and recent developments of polyvinylidene fluoride (PVDF) piezoelectric polymer; fabrication methods, structure, and electro-mechanical properties
Lin et al. Biomimicry via electrospinning
Tokarev et al. Touch-and brush-spinning of nanofibers
KR101479205B1 (en) Method for manufacturing nano-microfiber mat layered nanofiber and microfiber orthogonally and nano-microfiber mat manufactured by the same
JP4979264B2 (en) Method for producing density gradient nonwoven fabric
KR20110099475A (en) Manufacturing method of gradient nanofiber materials using coaxial multinozzle and the gradient nanofiber materials thereof
Knapczyk-Korczak et al. Enhanced water harvesting system and mechanical performance from Janus fibers with polystyrene and cellulose acetate
KR101585506B1 (en) Piezoelectric device with pvdf fiber array by using electrospinning and fabricating method thereof
KR20160083326A (en) Nanofiber web piezoelectric material obtained by electrospinning of poly lactic acid, piezoelectric sensor comprising it, and manufacturing methods for thereof
KR20070099926A (en) Crosslinked polyvinyl alcohol nanofiber web using eletrospinning and process for preparing the same
Sharma Ferrolectric nanofibers: principle, processing and applications
EP2643502B1 (en) Method for producing a sheet material and device for carrying out the method
KR101486734B1 (en) Nanofiber mats with polymer frame and method for the preparation thereof, and apparatus thereof
US10252209B2 (en) Nanofiber sheet and method of producing the sheet
Jao et al. Continuous dual-track fabrication of polymer micro-/nanofibers based on direct drawing
TW200938667A (en) Collecting electrode of the device for production of nanofibres through electrostatic spinning of polymer matrices, and device comprising this collecting electrode
US20050048274A1 (en) Production of nanowebs by an electrostatic spinning apparatus and method
CN111727286B (en) Resin structure
Fromager et al. Recent Advances in Electrospun Fibers for Biological Applications
Das et al. Electrospinning: the state of art technique for the production of nanofibers and nanofibrous membranes for advanced engineering applications
Ner et al. Nanofiber alignment on a flexible substrate: hierarchical order from macro to nano

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171110

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181126

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191204

Year of fee payment: 6